化工原理课程设计终稿-张帆(7)

化工原理课程设计

逆流操作： ?tm?22.01℃ 加热器热负荷及全塔热量衡算

'QS8.99?1610??4146.k9g h/ Wh??HV水蒸气2168.1 表6.2醇类在不同温度下的比热容 塔顶 塔釜 进料 精馏段 温度℃ 79.17 97.99 86.59 88.28 乙醇 正丙醇 精馏段 乙醇CP1(tLD?tF)?143.88?(79.17?86.59)??1.067KJ/(mol?℃) 正丙醇CP2(tLD?tF)?175.46?(79.17?86.59)??1.302KJ/(mol?℃) 提馏段

乙醇CP1(tw?tF)?146.81?(97.99?86.59)?1.674KJ/(mol?℃) 正丙醇CP2(tw?tF)?176.36?(97.99?86.59)?2.010KJ/(mol?℃) 塔顶流出液的比热容

138.03 173.30 150.19 177.40 142.78 175.12 143.88 175.96 提馏段 92.79 146.81 176.36 CP1?CP1xD?(1?xD)CP2?143.88?0.9923?175.46?0.0077?144.12J/(mol?℃)塔

釜流出液的比热容

CP2?CP1xW?(1?xW)CP2?146.81?0.00013?176.36?0.99987?176.36J/(mol?℃)为简化计算，现以进料焓，即86.59℃时的焓值为基准

QD?DCP1?t?9.5?144.12?(79.17?86.59)??10.159KJ/s Qw?WCP2?t?8.8?176.36?(97.99?86.59)?17.692KJ/s

对全塔进行热量衡算; QS?QF?QC?QW?QD QF?0

QS??10.159?17.692?2240.278?2247.81KJ/s?8.092?106KJ/h

塔釜热损失为10%, 则??0.9

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8.092?106QS?QS/???8.991?106KJ/h

0.9'加热器实际热负荷

Q'?QS'?8.991?106KJ/h

换热面积：

Q8.991?106A???139.38m2

K?tm2930.76?22.01加热蒸汽消耗量：

133.3℃,300kPa) 查的?HV水蒸气=2168.1kJ/kg（'QS8.991?106Wh???4146.9kg/h

?HV水蒸气2168.1设备型号：G?CH800?6?70

符号 F D W x V L μ ET 符号说明

SI单位 kmol/s； kmol/s； kmol/s； 无因次 kmol/s； kmol/s； mPa·s 无因次 Pa ℃； 无因次 无因次 无因次 kg/kmol； m/s kg/m3； mN/m； 意义 进料流量 塔顶产品流量 塔釜产品流量 进料组成 上升蒸汽流量 下降液体流量 粘度 板效率 压强 温度 回流比 塔板数 进料状况参数 分子量 操作物系的负荷因子 密度 表面张力 32

P t R N q M C ρ σ

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u HT hL h0 空塔气速 板间距 板上液层高 降液管低隙高度 停留时间 塔径 塔截面积 弓形降液管面积 重力加速度 降液管宽度 阀孔气速 塔高 鼓泡区面积 开孔率 压降 孔速 开孔数 物性系数 动能因子 阻力因子 阀孔直径 液体通过降液管的高度 堰长 溢流高度 堰上液层高度 泛点率 边缘区宽度 料液的质量流率 料液的体积流率 进料管的直径 基础环内径 基础环外径 加料板数 人孔数 人孔高度 33

m/s； m； m； m S m； m2； m2； N/kg m； m/s； m； m2； 无因次 Pa m/s； 无因次 无因次 无因次 无因次 m； m； m； m； m； 无因次 m； kg/s m3/s m m m 个 个 m ? D AT Af g Wd uo Z Aa ? ?P uoc N K F0 ?0 t Hd lW hW hOW ? Wc G V D D1 D2 nF np HD

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HB HF HD 塔底空间高度 有人孔的加料版高度 塔顶空间高度 m m m 参考文献

[1]刘光启,马连湘,刘杰.化学化工物性数据手册(有机卷).北京:化

学工业出版社,2002

[2]刘光启,马连湘,刘杰.化学化工物性数据手册(无机卷).北京:化学工业出版社,2002

[3]贾绍义,柴诚敬.化工原理课程设计.天津:天津大学出版社,2002 [4]张受谦.化工手册(上卷).济南:山东科学技术出版社,1986 [5]AutoCAD 2002培训教程.北京:电子工业出版社,2003

[6]方利国,董新法.化工制图Auto CAD实战教程与开发.北京:化学工业出版社,2004

[7]陈英兰, 刘玉兰. 常用化工单元设备的设计[M]. 上海：华东理工大学出版社, 2005

总结

工科大学生应具有较高的综合能力，解决实际生产问题的能力，课程设计是一次让我们接触实际生产的良好机会，我们应充分利用这样的时机认真去对待每一项任务，为将来打下一个稳固的基础。而先进的设计思想、科学

的设计方法和优秀的设计作品是我们所应坚持的设计方向和追求的目标。

经过两周的学习和研究，作为一个本科生，由于我个人经验的相对匮乏，难免有许多设计不周的地方，如果没有导师的督促指导，以及同组同学们的共同努力，想要完成这个设计是很困难的。 在这里首先我要感谢我的指导老师们。他们陪我们一起做设计，有什么疑问帮我们解答。认真负责，给我们的设计带来很多帮助。其次我要感谢和我同组做设计的同学，在设计过程中我们团结进取，勤奋工作，认真思考，克服了许多困难最终完成了设计。

计算之前我在图书馆借了一些书，但是资料还是不够，所以我就到超星图书馆下载有关精馏设计方面的书，和设计手册。并在中国知网里面查阅了很多相关文献。然后我将化工原理书以及化工原理课程设计书，以及借到的两本书认认真真地研究了一遍。这对于我后来的计算过程有着非常重要的作

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用，扫清了前进道路上的很多障碍，让接下来的计算得以比较顺利地进行。尤其是认真研读了化工原理这本书，让我获益匪浅。比如说根据化工原理书上介绍的用试差法求解组成一定，总压一定时的双组分理想溶液的泡点温度时，由于若用笔算必然很麻烦，但是用Excel,这大大方便了计算，且提高了准确度，此后又观察到逐板计算法基本上是重复计算，很适合用Excel，因此又用Excel利用逐板计算法计算出理论塔板数。而且在将数据反映到图表上更加简单，准确。通过计算和插入图表，让我对Excel有了更深刻的了解，掌握了很多以前没有认识的功能，让我很有一种成就感。

以前有的时候会觉得时间很少，但是从没有像做课程设计时更让人觉得时间在飞奔前进了。每天比上课时间还早的到达教室，开始一天的任务，对着电脑，一眨眼时间就过去了。在和同学一起讨论，一起计算过程中，让我加深了学习的知识，而且和大家一起合作有种充实感。虽然在计算过程中我也碰到了一些挫折，比如说没有确定实际筛孔数目就将后面的流体力学验算都算完了，结果要重新算，所幸的是只是中间的一些部分要变动。但是教会我们做事情要脚踏实地地走。在设计计算过程中，数据很多，一个数据的错误可能会导致设计过程中附件的选择或者其他设备的选择有很大改变，在计算换热面积时，由于单位的换算错误，是结果相差十倍，所以，在计算中要认真核实，在最后的审核中我们还发现很多失误，幸好影响不大。在以后的设计中还是做什么事情中，我们都应该抱着认真的态度，弄清楚每个原理，踏踏实实走下去，这样我们才真正弄懂了学问。

课程设计，有酸有甜，虽然过程是辛苦的，但是成就感和充实感也是极大的，在这过程中我收获了很多。不仅让我学会更熟练地运用word，Excel，CAD，更加熟练地写论文，更重要的是让我学会了能够更系统的思考问题，以全局为出发点考虑细节，并不是处处都考虑得非常精确就是好的，因为从全局来看可能有些考虑是可以忽略的，这样既可以满足设计要求，同时大大简化了设计过程。这对于自然科学的其他问题的研究上也是适用的。

附录 乙醇—正丙醇二元物系浮阀式精馏塔设计图

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